#02 RFID | Úvod a história

Na základe vzrastajúcich nedostatkov identifikácie pomocou čiarových kódov sa objavovali pokusy o odstránenie chýb vznikajúcich či už mechanickým alebo optickým poškodením týchto kódov. Rádiofrekvenčná identifikácia alebo RFID je identifikačný prvok slúžiaci na identifikáciu výrobkov, produktov, ale aj osôb či zvierat. Je nástupca systému čiarových kódov a odstraňuje nutnosť priameho kontaktu s produktom.

RFID technológia pracuje na princípe identifikácie objektov pomocou elektromagnetických vĺn a na rádiovej frekvencií. Narozdiel od identifikácie na báze čiarových kódov nevyžaduje priamu viditeľnosť identifikovaného objektu, umožňuje aj identifikáciu viacerých objektov naraz a na väčšiu vzdialenosť.

Systémy RFID predstavujú moderný bezkontaktný automatický identifikačný systém, v princípe fungujúci na rádiovej frekvencií. Pomocou elektromagnetických vĺn sú schopné uskutočňovať transfer dát, ich zaznamenávanie alebo poskytovanie požadovanej informácie o objektoch v reálnom čase, tzv. Real Time Locating Systém.

Funkčnosť uvádzanej technológie spočíva zo základných dvoch prvkov, a to tágu a čítačky. Na následné spracovanie a vyhodnocovanie informácií sa používajú ďalšie komponenty (viď nasledujúci obrázok).

Medzi hlavné výhody technológie RFID patria:

• Spoľahlivosť, presnosť, intenzívnejšia bezpečnosť, dáta je možné šifrovať, chrániť heslom, dá sa použiť jedinečné identifikačné číslo.
• Tagy ako identifikátory majú schopnosť nie len čítania, ale aj zápisu, je ich možné jednoducho pripevniť k sledovanému produktu, dosahujú veľkú odolnosť v chemickom prostredí a aj v prostrediach vysokých teplôt.
• Možnosť použiť programovateľný tag opakovane. Taktiež je schopný poskytovať tú istú informáciu po celý technický život sledovaného produktu.
• Čítanie nevyžaduje dodržanie uhlu snímania, je možné akejkoľvek orientácie aj na väčšie vzdialenosti. Tag môžeme umiestniť aj na nie priamo viditeľné miesto, aby bola zaručená schopnosť čítania dát.
• Sú medzinárodne vytvorené štandardy pre nízko a vysokofrekvenčné RFID systémy, LF (Low frequency) systém používaný pre jednoduchšie, časovo nenáročné aplikácie, HF (High frequency) sa používajú v priemyselných aplikáciách s vysokým nárokom na rýchlosť a kvantitu prenášaných dát, v systémoch zabezpečujúcich prístup do budov, predaja vstupeniek a automobilových aplikácii (imobilizéry), UHF (ultra-high frequency) hlavne v logistických aplikáciách kde je požadované čítanie/zápis na väčšie vzdialenosti na viacero dátových nosičov súčastne.
• Zníženie prácnosti, miera automatizácie dáva možnosť eliminovať chyby vytvárané ľudským faktorom, taktiež umožňujú možnosť automatického čítania.
• Majú schopnosť sledovania na úrovni jednotlivých položiek. Na tagy je možné uchovať také množstvo informácií aké požaduje užívateľ, limitným faktorom sú však náklady.

Medzi nevýhody tejto technológie môžeme spomenúť hlavne:

• Vysoké náklady na prvky infraštruktúry systému, komponenty ako tagy a čítačky sú relatívne nákladné.
• Nedostatok ratifikovaných^[1] štandardov, niektoré RFID systémy používajú vlastné technológie a nie je zaistená ich kompatibilita s inými zariadeniami.
• Nie je možné dobre načítať RFID tagy, ak sa umiestnia na kovové predmety alebo kvapaliny, poprípade ak sú takéto substancie medzi čítačkou a tagom.
• Obmedzené šírenie signálu v prostrediach kde existujú bariéry rádiofrekvenčnej komunikácie. V prípade vlhkých prostredí môže byť rádiofrekvenčná komunikácia v oblastiach UHF a mikrovlnných frekvencií ovplyvnená absorbovaním RF energie časticami vody.
• Relatívne vysoké náklady na podporný kvalifikovaný personál, potrebný pre inštaláciu a správu RFID systémov.

[1] Schválených s konečnou platnosťou, medzinárodnou zmluvou alebo dohodou.

Základné princípy prenosu informácií RFID

Najrozšírenejšie a v čo najväčšej miere používané systémy sa z hľadiska prenosu dát delia do dvoch základných skupín, systémov pracujúcich na princípe:

• Indukčnej väzby v rádiofrekvenčnom pásme.
• Spätne vyžiarených elektromagnetických vĺn v mikrovlnnom pásme.

História

Je možné povedať, že korene identifikačných technológií s využitím rádiovej komunikácie možno vysledovať až do druhej svetovej vojny. Japonci, Nemci, Briti a Američania pomocou radaru vedeli upozorňovať na blížiace sa lietadlá, ktoré boli ešte míle vzdialené. Problém bol však zistiť, ktoré lietadlá patria nepriateľovi a ktoré boli vlastné, teda piloti danej krajiny vracajúci sa z misie.

Prvá zmienka o technológií podobnej RFID sa datuje do obdobia  roku 1939, použitá britskou armádou. Watson Watt viedol tajný projekt. Išlo o technológiu IFF tiež známu pod názvom IdentifyFriend or Foesystem (identifikácia priateľského, nepriateľského systému).Zabezpečovala rozpoznávanie lietadiel spojeneckej armády od lietadiel nepriateľov. Zariadenie s názvom transpondér bolo súčasťou spojeneckých lietadiel, slúžilo na vysielanie a príjem rádiového signálu. Transpondér mal za úlohu prijímať signál zo zeme a následne  odvysielať signál, pomocou ktorého boli pozemné jednotky schopne odlíšiť o aký druh lietadla ide.V šesťdesiatych rokoch minulého storočia sa v Spojených štátoch začalivyužívať protikrádežové systémy, využívajúce rádiovú identifikáciu, magnetostrikciu vyvolaného magnetického poľa pliešku pripevneného na tovare. Ak by chcel niekto odísť s nezaplateným tovarom čítačka u dverí by prostredníctvom magnetostrikcie identifikovateľného pliešku identifikovala a spustila poplach. Po inovácií bol na obal tovarov pripevňovaný jednobitový tag, ktorý sa po zaplatení deaktivoval.

Prvý patent spojený s technológiou RFID bol udelený 23. januára 1973 mužovi menom Mario W. Cardull, dostal prvý americký patent pre aktívny RFID tag s prepisovateľnou pamäťou. Ten istý rok získal patent kalifornský podnikateľ Charles Walton na pasívny transpondér používaný na odomykanie dverí bez pomoci kľúča. Karta so zabudovaným transpondérom vysielala signál do čítačky pri dverách, ak bolo zistené platné identifikačné číslo uložené v RFID tagu, systém dvere otvoril. Firma Schlang a mnoho iných firiem začalo využívať túto technológiu na výrobu zámkou .

Americká vláda taktiež pracovala na systémoch RFID v národnom laboratóriu v LosAlamos. Na príkaz ministra energetiky v roku 1970 bolo potrebné vytvoriť bezpečný systém sledovania jadrových materiálov. Pracovníci laboratória prišli s návrhom umiestniť na kamióny a prepravné systémy, ktoré prevážajú takýto materiál transpondéry a čítačky týchto transpondérov umiestniť na miesta bezpečnostných brán a vstupov do strážených areálov. Proces sledovania spočíva v tom, že čítačka prebudí transpondér umiestnený na kamióne či prepravnom zariadení. Ten reaguje a posiela informácie s ID alebo inými disponujúcimi údajmi napríklad o množstve tovaru či ID vodiča. Tento projekt sa dostal do komerčného uplatnenia už v polovici roku 1980 ako systém automatického platenia mýta. Tieto systémy sa stali široko používané na tuneloch, cestách a mostoch po celom svete.V USA vznikalo zásadne množstvo firiem do osemdesiatych rokov, ktoré sa zaoberali technológiou RFID, napomohol tomu hlavne pokrok v oblastiach počítačovej a informačnej technológie. Vznikali systémy pre monitorovanie dobytka v poľnohospodárstve, sledovanie prístupov pracovníkov do budov, a mnohé iné.

Nový impulz prišiel koncom rokov deväťdesiatych, kedy vzišla myšlienka používať RFID tagy na ktorých by bolo vložené len sériové číslo produktu či minimum informácií o nosiči tohto tagu. Ostatné dáta spojené so sériovým číslom by boli uložené v databáze, ktorá by bola prístupná na internete, týmto krokom sa nielen odľahčí samotný prenos informácií, ale aj cena samotného transpondéra. S týmto nápadom prišli v roku 1999 profesori Sarm a Brock, ktorý sa spolupodieľali na spolupráci v Auto – ID Center^[2]. Po roku 2003 bol Auto – ID Center nahradený novo založenou výskumnou sieťou v oblasti rádiovej identifikácie a technológií snímania Auto – ID Labs a EPC global, tieto organizácie boli poverené vedením, správou a financovaním vývoja EPC technológie. Na celom výskume sa spolupodieľa sedem univerzít zo štyroch kontinentov a to USA, Južná Kórea, Japonsko, Veľká Británia, Čina, Austrália, Švajčiarsko.

Množstvo transpondérov použitých v oblastiach mýta a identifikácie prepravných kontajnerov je zhruba 2,2 miliardy, tie boli predávané po celom svete v roku 2008 a odhadom skoro tretina z nich v Európe. Celosvetová trhová hodnota RFID tagov sa odhadovala v roku 2008 na 4 miliardy € a mala by vzrásť do roku 2018 na asi 20 miliárd €. V rokoch 2009 a 2010 to bol vzrast z 5 na 6,4 miliardy € a za rok 2011, podľa sledovania ABI Research vzrástol celkový obrat tejto technológie už na 7,5 miliardy €. Podľa výsledkov poradenskej firmy McKinsey, už v roku 2012 mala byť každá druhá paleta, každé tretie balenie či každý dvadsiaty druh tovarov na svete sprevádzaný (označený) RFID transpondérom .

• ROBERTI, M. 2005. The History of RFID Technology. [online] 16.01.2005, 2016 [cit. 29.03.2016]. Dostupné na internete: <http://www.rfidjournal.com/articles/view?1338>
• ŠEBEJ, P. 2012. Ďalší most medzi skutočným svetom a priestorom informácií. In Posterus. [online] 25.06.2012, ročník 5, číslo 6 [cit. 29.03.2016]. Dostupnosť na internete: < http://www.posterus.sk/?p=13154>. ISSN 1338-0087

Radovan Svitek Recenzenti: